Question

氫氧化鈉固體及溶液在空氣中很容易發生變質生成碳酸鈉．
（1）甲同學在實驗室里發現一瓶敞口放置的氫氧化鈉溶液，對其變質情況進行了如下探究．
【猜想與假設】該氫氧化鈉溶液已部分變質．
【實驗與結論】

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
a．取少量該溶液于一支試管中，加入		該氫氧化鈉溶液已變質
b．將步驟a所得的液體靜置，取上層清液于另一支試管中，滴加		該氫氧化鈉溶液已部分變質

【拓展探究】甲同學又嘗試通過實驗除去該氫氧化鈉溶液中含有的碳酸鈉，方案如下：
向該溶液中加入

 

，充分反應后，經

 

操作，即可除去該氫氧化鈉溶液中含有的雜質．
（2）乙同學在實驗室里發現少量部分變質的氫氧化鈉固體，嘗試通過實驗測定其中碳酸鈉的質量分數．
【設計和進行實驗】乙同學設計了如圖所示的實驗裝置（鐵架臺、鐵夾等固定用裝置已略去，堿石灰是固體氫氧化鈉和生石灰的混合物）．取10.0g待測樣品，進行實驗．

實驗步驟如下：
a．連接好裝置，并檢查氣密性；
b．打開彈簧夾，緩緩通入一段時間空氣；
c．稱量裝置D的質量為83.4g；
d．關閉彈簧夾，慢慢滴加Y溶液，至不再產生氣泡為止；
e．打開彈簧夾，再次緩緩通入一段時間空氣；
f．再次稱量裝置D的質量為84.5g．
【交流討論】
①試劑X、Y、Z依次最適宜選用

 

（選填字母）．
A．氫氧化鈉溶液   濃鹽酸   濃硫酸           B．澄清石灰水   稀鹽酸   稀硫酸
C．氫氧化鈉溶液   稀硫酸   濃硫酸           D．濃硫酸  稀硫酸   氫氧化鈉溶液
②步驟e中通入空氣的作用是

 

．
③若沒有裝置C，則會導致測定結果

 

（選填“偏大”、“偏小”或“無影響”，下同）；若沒有裝置E，則會導致測定結果

 

．
【數據處理】根據實驗中測得的有關數據，計算部分變質的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質量分數．（請寫出計算過程）

Answer 1

分析：根據已有的知識進行分析，氫氧化鈉易與二氧化碳反應生成碳酸鈉而變質，要證明碳酸鈉的存在，可以使用氫氧化鈣溶液觀察是否有白色沉淀生成，要證明氫氧化鈉部分變質，需證明還含有氫氧化鈉，將除去碳酸鈉的溶液加入酚酞試液觀察是否變紅，要測定碳酸鈉的含量，可以通過碳酸鈉與酸反應生成的二氧化碳氣體的質量進行，為保證實驗結果的準確性，需要排除空氣中成分的干擾，可以通過氫氧化鈉溶液將空氣中的二氧化碳除去，通過濃硫酸將水除去．

解答：解：（1）要證明碳酸鈉的存在，可以使用氫氧化鈣溶液觀察是否有白色沉淀生成，要證明氫氧化鈉部分變質，需證明還含有氫氧化鈉，將除去碳酸鈉的溶液加入酚酞試液觀察是否變紅，要除去碳酸鈉可以使碳酸鈉與適量的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，經過過濾除去，所以本題答案為：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
足量的氯化鈣溶液	有白色沉淀生成
酚酞試液	溶液變紅

適量的氫氧化鈣溶液，過濾
（2）【交流討論】①要測定碳酸鈉的含量，可以通過測定反應生成的二氧化碳的質量，需要將空氣中的二氧化碳通過氫氧化鈉除去，然后使碳酸鈉與稀硫酸反應生成二氧化碳，通過濃硫酸將水分除去，所以本題答案為：C；  
 ②通入空氣利用氣流壓力將生成的二氧化碳全部趕入D中被堿石灰吸收，所以本題答案為：將B中生成的二氧化碳氣體全部趕入D裝置中被堿石灰吸收；
③沒有C裝置會導致二氧化碳中混有水蒸氣，導致測得的二氧化碳的質量偏大，沒有E裝置，會吸收空氣中的二氧化碳和水，導致測得的二氧化碳的質量偏大，從而計算出的碳酸鈉的質量偏大，所以本題答案為：偏大，偏大，
【數據處理】解：生成二氧化碳的質量=84.5g-83.4g=1.1g
設部分變質的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106                      44
x                       1.1g

106

x

=

44

1.1g

，x=2.65g
部分變質的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質量分數：

2.65g

10.0g

×100%=26.5%
答：部分變質的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質量分數為26.5%

點評：本題考查了氫氧化鈉變質的有關知識，完成此題，可以依據已有的知識進行，要求同學們在平時的學習中加強基礎知識的儲備，以便靈活應用．